微电网混合储能系统研究

针对微电网中传统蓄电池储能系统循环寿命短、电压波动大、功率密度低等问题,提出了一种由蓄电池和超级电容器构成的混合储能系统及其控制方法。充分利用两种储能元件的优势,通过设计均压控制策略、功率控制、V/f控制等手段,实现了各蓄电池和超级电容器单体的均压控制;最后建立Matlab/Simulink模型对系统进行仿真。结果表明,该方法减缓了电网负载波动时蓄电池的电流波动,减小了直流母线的电压波动,验证了该方法的可行性。     

用于超级电容器储能系统变流器的控制策略设计

超级电容器储能系统具有快速的功率响应能力,是改善以风电、光伏为代表的分布式电源出力品质的有效手段。采用双向DC/DC变换器和DC/AC电压源型变流器作为功率调整装置,实现对超级电容器储能系统功率吞吐和直流侧电压的控制。首先对超级电容器储能系统处于不同工作模式时的能量分布进行分析,在此基础上建立系统的数学模型。以稳定直流侧电压为目标,基于单端稳压双向功率流的控制方法设计了双向DC/DC变流器的控制器;采用双闭环解耦控制方法对DC/AC变流器有功/无功功率解耦控制。基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真系统,结果表明超级电容器储能系统能够实现对指定充放电功率准确快速的响应,直流侧电压工作稳定,工作效率高。     

利用混合储能系统改善配电网电能质量的研究

探讨了蓄电池/超级电容器混合储能系统的建模与控制问题.将储能系统接入配电网中,通过逆变器控制单元双向调节储能系统的有功和无功功率,达到改善接入配电网公共连接点处电能质量的目的.在逆变器控制单元中,采用将电压闭环控制和功率补偿控制相结合的方法.该控制方法可充分发挥蓄电池/超级电容器各自的特点,减小电压波动和负荷波动的影响.采用Matlab Simulink进行仿真,表明混合储能系统可有效地改善配电网的电能质量.     

并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化研究

以并网型风光储混合发电系统中储能系统容量优化为目标,利用风电、光伏的发电数据和电网的调度数据,提出合理优化配置并网型风光储混合发电系统中由超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统容量的方法。进行了优化计算程序的编制和算例分析,结果表明,同时考虑电网连续电能缺失总量和电网瞬时功率缺失两方面能提高储能系统容量优化的准确性,超级电容器和蓄电池组成的混合储能系统能提高电网整体安全性与经济性。     

无线传感器网络的光伏供电系统设计

为了充分利用光伏发电和混合储能技术来解决无线传感器网络系统的供电电源问题,设计了以超级电容器和锂电池为混合储能装置的独立光伏供电系统。首先根据负载情况选择相应规格的超级电容器、锂电池组和光伏电池,同时采用双向DC-DC变换电路作为系统充放电主电路,并对充放电过程采用电压和电流双闭环控制。最后,利用MATLAB/Simulink对所设计的供电系统进行仿真建模与分析,仿真结果表明基于超级电容器和锂电池混合储能的光伏供电系统不仅能为无线传感器网络系统提供稳定的电源,还能有效地保护锂电池、延长其使用寿命。     

一种利用混合储能系统平抑风光功率波动的控制策略

储能系统作为一种能量缓存装置,在风光储一体化发电系统中发挥着至关重要的作用。将储能的功能定位于平抑风光输出功率波动。为满足系统对功率和能量两方面的需求,利用超级电容和蓄电池两种互补元件组成混合储能系统对可再生能源出力波动进行两级平抑,提出了基于移动平均算法的控制策略,在此过程中,依据功率波动量大小及储能单元的荷电状态对移动步长进行实时优化。通过对蓄电池和超级电容的灵活、准确、快速控制,实现了风光输出功率波动的平抑,有效改善了风光出力波动引起的电能质量问题,并延长了蓄电池的循环寿命。在PSCAD/EMTDC环境下搭建系统模型,仿真验证了控制策略的有效性。     

基于改进蝙蝠算法的混合储能系统容量优化配置

针对光伏发电在微网中不稳定、功率波动较大的问题,利用超级电容和蓄电池的混合储能系统对微电网中功率波动部分进行平抑。根据光伏功率波动率和储能响应特性,提出基于低通滤波器分解的功率分配方法,采用改进的蝙蝠算法对混合储能进行容量优化配置,以混合储能装置全生命周期费用最小为目标,以系统的功率平衡、储能的荷电状态以及负荷缺电率等指标为约束条件,建立一种混合储能系统容量优化配置模型,实现混合储能系统经济最优。算例仿真结果表明,改进的蝙蝠算法不仅优化了蓄电池的工作状态,降低了储能系统的全生命周期费用,而且加快了收敛速度。     

超级电容器储能系统在风电场中的应用研究

针对并网风电场输出功率随机波动引起的电网频率振荡、电压波动与闪变,对超级电容器储能系统抑制并网风电场输出功率随机波动进行了研究。根据实际风电场和风电机组运行特点分析并确定超级电容器储能系统的具体安装地点;结合有功功率和无功功率解耦控制,设计了抑制风电场输出有功功率和无功功率的波动的超级电容器储能系统控制策略。最后以某实...     

基于混合储能的风力发电功率波动平抑控制研究

根据蓄电池与超级电容性能特点,提出了一种基于蓄电池和超级电容混合储能的协调控制策略. 采用低通滤波器将波动功率分离为低频与高频,由蓄电池平抑低频部分,超级电容平抑高频部分,进一步设计电压电流双闭环协调控制策略,实现蓄电池与超级电容的分频能量吞吐. 仿真结果表明混合储能系统达到了平抑风力发电功率波动,延长蓄电池使用寿命的目的.     

含直流储能的双端柔性直流输电技术提高微网并网稳定运行能力的研究

为了提高微网并网时稳定运行能力,平抑配电网公共连接点的功率波动与维持功率潮流分布,研究了一种含直流储能的柔性直流输电并网接口系统,根据柔性直流输电和蓄电池数学模型,以直流侧储能单元的充放电与双端功率传输控制和平抑微网并网扰动为目标,提出了基于两段式充电的矢量解耦三环控制及蓄电池的充放电切换控制策略,构建了以蓄电池为储能元件的微网并网系统仿真模型,针对微网内功率变化、蓄电池充放电切换和微网交流系统短路故障等情况进行了仿真分析,结果表明控制策略在保证储能单元的充放电与双端功率传输的基础上,有效地抑制了公共连接点的功率波动,保证了电网潮流分布的稳定。     

基于层次分析法的梯次利用电池储能系统运行性能量化评估

针对主动配电网中梯次利用电池储能系统运行性能评估问题,考虑梯次利用电池储能系统运行效益和电气量特征,提出一种基于层次分析的评估方法。构建储能系统运行性能量化评估框架,以主配网功率交换量和波动性改善程度为指标衡量储能系统运行效益,以并网点电压波动、三相不平衡度和电流谐波含量为指标衡量储能系统运行电气量特征。利用层次分析法确定各同层量化指标间的相对权重,由底层量化指标逐层向上线性加权计算得到储能系统运行性能综合评估指标值。研制基于动态重构策略的15 kW/30 (kW·h)梯次利用电池储能系统样机,在某典型高可再生能源渗透率主动配网中进行为期10 d的现场挂网试验,以试验数据为算例对提出方法的有效性进行验证。算例分析表明:梯次利用电池储能系统运行电气量特征良好,能够减少主配网功率交换量,平抑功率波动,提高可再生能源消纳。     

基于层次分析法的梯次利用电池储能系统运行性能量化评估

针对主动配电网中梯次利用电池储能系统运行性能评估问题,考虑梯次利用电池储能系统运行效益和电气量特征,提出一种基于层次分析的评估方法。构建储能系统运行性能量化评估框架,以主配网功率交换量和波动性改善程度为指标衡量储能系统运行效益,以并网点电压波动、三相不平衡度和电流谐波含量为指标衡量储能系统运行电气量特征。利用层次分析法确定各同层量化指标间的相对权重,由底层量化指标逐层向上线性加权计算得到储能系统运行性能综合评估指标值。研制基于动态重构策略的15 kW/30 (kW·h)梯次利用电池储能系统样机,在某典型高可再生能源渗透率主动配网中进行为期10 d的现场挂网试验,以试验数据为算例对提出方法的有效性进行验证。算例分析表明:梯次利用电池储能系统运行电气量特征良好,能够减少主配网功率交换量,平抑功率波动,提高可再生能源消纳。     

基于梯次利用电池储能系统的分布式光伏接入受限对策

以农村户用分布式光伏接入为场景,分析光伏接入受限原因并提出基于梯次利用电池储能系统的应对方案。从一次设备容量、配网电压控制、光伏出力波动三个方面分析制约分布式光伏接入的薄弱环节。构建电网改造和配置储能应对措施的投资模型,并基于经济技术比较提出基于梯次利用动力电池构建储能系统支撑分布式光伏消纳的方法。开发采用动态成组理论的梯次利用电池储能系统样机并开展现场试验。试验结果表明:储能样机可将光伏出力中心偏差值降低35%,并将最大峰峰差值降低60%;同时将变压器负载峰谷差降低20%,负载率降低12%,有效支撑电网对分布式光伏的消纳。     

基于小波算法的风电储能装置优化控制

风力发电是对传统发电方式的有效补充。风的方向、大小常具有不可预测、不可控制等特点。这些特点会导致由风力发电主导的电厂所输出的有功功率存在波动, 从而影响整个大电网, 造成大电网频率不稳定, 使得大电网的电能质量下降, 甚至会带来大电网的解裂。文章以双馈感应风力发电机模型为基础, 构造了风力发电系统模型, 并采用小波变换理论对该模型所输出的有功功率进行多层次分解。在低频分量信号中应用MUSIC谱估计算法, 建立非平稳随机时变功率谱, 通过比较输出功率与设定阈值之间关系, 设计基于分布式储能方式下的风力发电机储能装置控制系统。仿真结果表明:设计的控制系统可以实现对风电输出功率在线监控下的功率平滑控制。     

储能系统应用于火电厂调频经济性评价的研究

电池储能系统具有快速、精确的功率响应能力,有利于电厂更好地跟踪自动发电控制指令,更高效地完成电网自动发电控制目标。由于储能系统的建设成本比较昂贵,因此建立有效的储能电池经济性评估方法具有重要意义。首先提出了辅助火电机组参与调频的控制策略和分段调频的控制策略;然后利用灰色模型算法建立了电池容量的衰减模型,得出了对储能系统健康度的预测方法;最后基于两种控制策略,完成了对储能系统参与调频的经济性评价和比较。     

电池储能系统充放电控制策略仿真研究

在含有多类电源的供电系统中,对电池储能系统进行良好的控制可以使供电系统更为安全、稳定与经济的运行。基于储能电池充放电过程中的动态响应速度和控制性能,采用双闭环PI控制搭建了双向半桥DC/DC变换器,并在MATLAB/Simulink中搭建储能系统的整体模型,对储能电池的充放电控制过程进行了仿真实验。实验结果验证了模型的正确性以及控制算法的可行性和有效性。     

基于分布式储能系统的风储滚动优化调度方法

根据风电预测精度随时间尺度的减小逐级提高的固有特性,建立了多时间尺度多目标协调调度的滚动优化模型。依据风电并网标准与分布式电池储能系统(distributed battery energy storage system, DBESS)能快速修正风电波动的低频分量,以系统经济性最优和弃风电量最小为目标函数建立优化模型,采用加入4个风电场(wind farm, WF)和2个电池储能系统(battery energy storage systems, BESSs)的IEEE-39节点标准系统进行算例分析,遗传算法(genetic algorithm, GA)对目标函数进行迭代求解。结果证明,本研究提出的基于DBESS的风储有功滚动优化调度模型,可以有效降低系统运行经济性以及提高电网对风电的接纳能力。